采用次聲、低頻高強(qiáng)度聲波能清除鍋爐換熱面處積灰, 強(qiáng)化傳熱, 提高鍋爐熱效率。也可用來(lái)清除靜電除塵器電極板、煙道、風(fēng)機(jī)殼內(nèi)的積灰、提高除塵效率, 這是聲能學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域中高效節(jié)能新技術(shù)之一。聲波除灰技術(shù)在國(guó)外自60年代問(wèn)世以來(lái),發(fā)展很快。

目前有兩種典型聲波除灰器, 一種是次聲波除灰器, 頻率小于2 0 H z , 作用空間總聲壓級(jí)為12 5 一1 3 5dB, 有效作用范圍為巾( 12-16 )m X ( 15-1 7 ) m。另一種是音頻聲波除灰器, 頻率為2 2 0 一2 5 0 H z , 作用空間總聲壓級(jí)為1 4 3 一1 4 5dB, 有效作用范圍為中( 4 一6) m ( 4 一6 ) m。

國(guó)外產(chǎn)品報(bào)價(jià)高, 一臺(tái)中型鍋爐約需十萬(wàn)美元, 這其中還未包括空壓機(jī)等設(shè)施費(fèi)用。國(guó)內(nèi)自20世紀(jì)開(kāi)始研究聲波除灰技術(shù), 據(jù)悉其中有幾家因聲源輻射聲功率低, 其爐內(nèi)總聲壓級(jí)僅為10 OdB 左右, 比爐內(nèi)燃燒本底噪聲都低, 達(dá)不到除灰目的。

我們?cè)陉U述高聲強(qiáng)助燃、除灰清渣作用機(jī)理基礎(chǔ)上, 分析了決定換熱面處總聲壓級(jí)的相關(guān)物理量出自江蘇鳳谷節(jié)能科技研制出FGSSC-A型高聲強(qiáng)除灰器, 通過(guò)理論分析和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn), 對(duì)其除灰器的特性進(jìn)行測(cè)試, 并觀察爐內(nèi)除灰效果。試驗(yàn)表明; 當(dāng)聲波輻射系統(tǒng)采用1 / 4 波長(zhǎng)共振管時(shí), 可大輻度提高爐內(nèi)總聲壓級(jí), 從而獲得明顯除灰效果。1 高聲強(qiáng)助燃及除灰清渣作用機(jī)理.

1 高聲強(qiáng)助燃

一般爐內(nèi)燃燒本底噪聲為155~120db, 其頻率主要集中在次聲和低頻段。若將高強(qiáng)度次聲、低頻聲波輻射到爐內(nèi), 可在爐內(nèi)產(chǎn)生總聲壓級(jí)達(dá)1 2 5 一1 4 5 dB 時(shí), 即比本底噪聲平均高出1 0 dB 以上, 為此高強(qiáng)度聲波, 可以擾亂燃料顆粒周圍的氮?dú)飧矫鎸? 促使燃料顆粒與氧分子碰撞機(jī)會(huì)增加, 進(jìn)而得以充分燃燒, 從而提高燃燒效率。國(guó)外有日本巖井公司從瑞典引進(jìn)利用2 0 一2 5 H z 低頻高能聲波引起空氣振動(dòng),提高鍋爐燃燒效率1 倍的報(bào)導(dǎo)。

2 高聲強(qiáng)除灰清渣

在鍋爐換熱面上形成積灰情況下, 高強(qiáng)度聲波( 1 25 一14 5dB ) 足以破壞灰粒與金屬管壁間的束縛力, 使灰粒處于懸浮狀態(tài), 隨時(shí)被煙氣流帶走, 在聲波周期作用下, 可長(zhǎng)久保持換熱面的清潔。

如果在鍋爐水冷壁或爐膛出口處的高溫受熱區(qū)域已經(jīng)結(jié)渣, 高強(qiáng)度聲波能量將被灰渣顆粒吸收, 使其灰渣表面發(fā)生形變、疏松、破碎。這個(gè)逐漸變化過(guò)程是灰渣積累吸收聲能過(guò)程,一但灰渣表面產(chǎn)生微小裂隙, 聲波便沿著裂隙將振動(dòng)狀態(tài)傳人, 進(jìn)而發(fā)生結(jié)渣顆粒與受熱面剝離的現(xiàn)象。為了除渣, 必須向爐內(nèi)輻射比除灰所需聲壓級(jí)更高強(qiáng)度的聲波。用一個(gè)160db幾百赫茲的聲源, 可在現(xiàn)場(chǎng)中很快把灰渣除掉

根據(jù)( 1) 式可知, 爐內(nèi)聲場(chǎng)是由直達(dá)聲與混響聲迭加而成。LP值與聲源輻射聲功率, 爐體的結(jié)構(gòu), 聲源安裝位置等因素有關(guān)。對(duì)給定的鍋爐, 選擇適當(dāng)位置安裝除灰聲源, 若聲源輻射聲功率愈大, 則LP值也愈大。據(jù)聲波輻射理論知道, 對(duì)一個(gè)活塞式聲源,如果直接向作用空間輻射單頻簡(jiǎn)諧聲波, 其輻射聲功率W` 為